Question

高锰酸钾是常用的氧化剂。工业上以软锰矿(主要成分是MnO₂)为原料制备高锰酸钾晶体。中间产物为锰酸钾。下图是实验室模拟制备KMnO₄晶体的操作流程：

已知：锰酸钾(K₂MnO₄)是墨绿色晶体，其水溶液呈深绿色，这是锰酸根离子(MnO₄^2-)在水溶液中的特征颜色，在强碱性溶液中能稳定存在；在酸性、中性和弱碱性环境下，MnO₄^2-会发生自身氧化还原反应，生成MnO₄^-和MnO₂。

回答下列问题：

（1）KOH的电子式为____________，煅烧时KOH和软锰矿的混合物应放在________中加热(填标号)。

A 烧杯　　　              B 瓷坩埚

C 蒸发皿　　　          D 铁坩埚

（2）调节溶液pH过程中，所得氧化产物与还原产物的物质的量之比为____________。

（3）趁热过滤的目的是_____________________________________________。

（4）已知20 ℃时K₂SO₄、KCl、CH₃COOK的溶解度分别为11.1 g、34 g、217 g，则从理论上分析，选用下列酸中________(填标号)，得到的高锰酸钾晶体纯度更高。

A 稀硫酸                  B 浓盐酸

C 醋酸                  D 稀盐酸

（5）产品中KMnO₄的定量

①配制浓度为0.1250 mg· mL^－1的KMnO₄标准溶液100 mL。

②将上述溶液稀释为浓度分别为2.5、5.0、7.5、10.0、12.5、15.0(单位：mg·L^－1)的溶液，分别测定不同浓度溶液对光的吸收程度，并将测定结果绘制成曲线如下。

③称取KMnO₄样品(不含K₂MnO₄)0.1250 g按步骤①配得产品溶液1000 mL，取10 mL稀释至100 mL，然后按步骤②的方法进行测定，两次测定所得的吸光度分别为0.149、0.151，则样品中KMnO₄的质量分数为________。

（6）酸性KMnO₄溶液与FeSO₄溶液反应的离子方程式为____________。

Answer

d 2∶1 防止析出高锰酸钾，降低产率 c 90.0% MnO4-+5Fe2++8H+ =Mn2++5Fe3++4H2O

【解析】

（1）本题考查电子式的书写和仪器的选择，KOH属于离子化合物，其电子式为，因为是煅烧，烧杯和蒸发皿的不耐高温，因此选项ac错误，瓷坩埚成分是SiO2，SiO2在高温下与KOH反应 ，因此不能用瓷坩埚，因此选项d正确；

（2）考查氧化还原反应中得失电子数目守恒，根据信息，锰酸钾在酸性、中性、弱碱性环境中发生歧化反应，MnO2是锰酸钾中Mn由＋6价→＋4价，化合价降低得到，因此MnO2是还原产物，KMnO4是氧化产物，n(KMnO4)×1=n(MnO2)×2，得出n(KMnO4):n(MnO2)=2:1；

（3）考查物质的分离，高锰酸钾溶于水，MnO2不溶于水，因此趁热过滤目的是防止析出高锰酸钾，降低产率；

（4）考查物质的分离和提纯，高锰酸钾与浓盐酸反应，因此选项b错误；然后根据三种物质的溶解度大小，溶解度越大，得到高锰酸钾纯度越高，故选项c正确；

（5）③考查化学计算，吸光度的平均值为(0.149＋0.151)/2=0.150，此时对应的KMnO4的浓度为11.25mg·L－1，则1000mL的溶液中KMnO4的浓度为11.25×1000/100mg·L－1=112.5mg·L－1，因此高锰酸钾的质量分数为112.5/（0.1250×103）×100%=90.0%；

（6）本题考查氧化还原反应方程式的书写，利用高锰酸钾的氧化性，把Fe2＋氧化成Fe3＋，本身被还原成Mn2＋，然后根据化合价的升降法进行配平，即离子反应方程式为MnO4－+5Fe2＋+8H＋ =Mn2＋+5Fe3＋+4H2O。